книги из ГПНТБ / Погребицкий Е.О. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых

Расходы на вскрышу учитываются при определении минималь­ ного промышленного содержания. Поэтому в кондициях нужно оговаривать предельный коэффициент вскрыши, который уйтен в расчетах.

Вскрышные породы обычно неоднородны. Они могут быть пред­ ставлены рыхлыми отложениями, перекрывающими рудное тело сверху, скальными породами различной крепости, расположенными в приконтактовой части рудных тел и внутри них в виде прослоев пустых пород и некондиционных руд. При расчете себестоимости вскрыши ігеобходимо учитывать эту неоднородность, так как себе­ стоимость удаления единицы рыхлой вскрыши обычно ігевелика

'1 Н ! Ш * / і / е

Рис. 69. Определение геологического п промышленного коэффи­ циента вскрыши на кингисеппском месторождении фосфоритов.

и составляет 10—30%, а себестоимость удаления скальных пород в боках рудного тела и в безрудных прослоях обычно составляет 80—100% от себестоимости добычи единицы руды.

Выделяют геологический и промышленный коэффициенты вскры­ ши (рис. 69). Геологический коэффициент вскрыши lfBCKp г предста­ вляет собой отношение объема (или массы) вскрышных пород к гео­

Промышленный коэффициент вскрыши КвскРшпр — отношение объема вскрышных пород с учетом разносов бортов карьера к извле­ каемым запасам минерального сырья (геологические запасы минус потери в целиках, бортах карьера и т. д.):

Ts Sadhf

Л вскр. п р - S d e g h ■

Различают средний и контурный промышленный коэффициент вскрыши (рис. 70). Средний представляет собой значение промыш­ ленного коэффициента вскрыши для всей части месторождения, на­ меченной к разработке открытым способом:

К,вскр. ср

Контурный коэффициент — это отношение объема дополнительно вынимаемых вскрышных пород при углублении карьера на послед­ ний уступ (горизонт):

^oeja

Предельный коэффициент вскрыши как показатель кондиций относится к контурному коэффициенту вскрыши.

Рис. 70. Определение среднего промышленного и контурного коэф­ фициентов вскрыши на керамической пегматитовой жиле Хетоламбинского месторождения в Карелии.

1— скальные вскрышные породы (гнейсы и гнейсо-граниты); 2 — пегматит кера­ мический.

Углы откосов бортов карьера, необходимые для подсчета объ­ емов вскрышных пород и извлекаемого минерального сырья, прини­ маются часто по аналогии с действующими карьерами, сходными как в отношении горнотехнических условий разработки, так и по физико-механическим свойствам руд и вмещающих пород. Они за­ висят в основном от устойчивости пород и руд и глубины карьера. По данным М. И. Агошкова [2], значения их приводятся в табл. 57.

Минимальная ширина откаточных берм зависит от транспорта, применяемого при разработке месторождения (железнодорожный, автомобильный), типа используемых погрузочных механизмов, коли­ чества подъездных путей и т. д. При одном пути минимальная ши­ рина откаточных берм обычно не ниже 7—10, при двух — 14—16 м.

212

Таблица 57

Углы наклона бортов карьера в зависимости от крепости вмещающих пород

На крутопадающих месторождениях средний промышленный ко­ эффициент вскрыши и глубина открытой разработки взаимосвязаны (рпс. 71). Так, из рис. 71 видно, что объем руды

Ѵр = тсрН; С = Н ctg а; Ъ= 2с -г а — 2Н ctg а -f а.

Рис. 71. Зависимость среднего промышленного коэффициента вскрыши от глу­ бины разработки месторождения на примере крутопадающего рудного тела.

213.

Объем вскрыши

Пример. Пусть на месторождении, аналогичном изображенному на рис. 71, технико-экономическими расчетами установлено., что ширина откаточной бермы а 16 м; средняя мощность рудного тела т Ср = 10 м; себестоимость добычи: 1 т руды подземным способом 25 руб., 1 т руды открытым способом 5 руб., 1 м® «скрытных пород А руб.; средний угол бортов карьера 45°. Тогда про­ дельный коэффициент вскрыши

Так как это относится к контурному коэффициенту, то средний коэффи­ циент вскрыши будет меньше и легко установить путем построения и элементар­ ных расчетов. Допустим, он равен 4 м3/т.

Тогда предельная глубина открытой разработки месторождения

Из этого примера видно, что контурным коэффициентом вскрыши (предельно допустимым) определяется средний коэффициент вскрышп, а исходя из последнего, уже аналитически легко найти предельную глубину открытой разработки месторождения.

Минимальный коэффициент рудоносности

Под коэффициентом рудоносностн понимают отношение полезной (кондиционной) части ко всему подсчетному блоку. Коэффициент рудоносностн используется только на месторождениях со сложным, крайне неравномерным распределением полезного компонента, при обязательном соблюдении следующих условий:

а) оконтурпвание рудных гнезд, линз, карманов и перемежа­ ющихся с ними безрудных или некондиционных по содержанию участков при ведении разведочных работ невозможно пли эконо­ мически нецелесообразно;

б) при эксплуатации месторождения возможно н экономически целесообразно селективное оставление в целиках либо селективное удаление в отвал пустых пород п некондиционных руд. Пустые по­ роды или некондиционные руды могут удаляться в отвал лпбо не­ посредственно в процессе очистных работ, либо в процессе после­ дующей рудоразработкн.

Выше мы уже указывали, что на месторождениях с неравномер­ ным распределением полезного компонента, когда рудные участки перемежаются с безруднымп, которые невозможно оконтурить в про-

214

дессе разведки и отделить в процессе эксплуатации, в качестве пока­ зателя кондиций используется максимальная мощность пустых пород и некондиционных руд, включаемых в подсчет запасов. При использовании такого показателя кондиций среднее содержание полезного компонента в подсчетном блоке рассчитывается с учетом разубоживания руд этими пустыми породами или некондиционными рудами.

Для введения коэффициента рудоносности этих условий уже не­ достаточно, необходимо обоснование селективного отделения пустых пород или некондиционных руд в процессе эксплуатации место­ рождения. При этом среднее содержание полезного компонента в подсчетном блоке рассчитывается без учета тех прослоев пустых пород и некондиционных руд, которые учтены коэффициентом рудо­ носности.

Из сказанного видно, что обоснование этих двух показателей кондиций практически ведется одновременно. Увеличение макси­ мальной мощности пустых и некондиционных пород, включаемых в подсчет запасов, приводит к уменьшению коэффициента рудонос­ ности. Необходим глубокий конкретный анализ зависимости коли­ чества запасов, качества руд, особенностей и экономики ведения эксплуатационных работ от мощности пустых и некондиционных прослоев, включаемых в подсчет запасов либо учитываемых в коэф­ фициенте рудоносности. Формальный подход и выбор этих показа­ телей по аналогии недопустимы. В практике известны случаи, когда, казалось бы, соблюдаются все условия для обоснования коэффи­ циента рудоносности, но экономически более целесообразна валовая добыча и переработка руд. И, наоборот, па многих месторождениях введение коэффициента рудоносности представляется сомнительной и трудно выполнимой операцией, а последующая эксплуатация месторождения показывает возможность и высокую экономическую эффективность первичной рудоразборки.

Например, на свинцово-цинковых жилах Садонского месторо­ ждения, характеризующихся сложным чередованием богатых и убогих по содержанию металлов участков, раздувами и пережимами, при разработке горизонтальными слоями с закладкой, использо­ вание рудоразборки приводит к резкому повышению качества руды и большому экономическому эффекту при обогащении руд, с избыт­ ком компенсирующему дополнительные затраты на рудоразборку.

О целесообразности использования коэффициента рудоносности свидетельствуют и данные [24] подсчета запасов в одном из блоков «Новой рудной зоны» Садонского полиметаллического месторожде­ ния, приведенные в табл. 58. Отсортированная порода использо­ валась для закладки отработанных слоев.

На других жилах Садонского месторождения используется си­ стема разработки с магазинированием руды, при которой техниче­ ски невозможна сортировка руды и, следовательно, при аналогич­ ных данных неоправданно использование коэффициента рудонос­ ности .

215

В процессе разведки сложных месторождений геолог обязан творчески продумать методику разведки, опробования и технологи­ ческих испытаний, обеспечивающих грамотное обоснование этих показателей. В частности, большое значение имеют тип выработок, длина секционных проб, представительность технологических проб. Например, без горных выработок и валовых проб часто нельзя су­ дить о возможности рудоразборки. В коэффициенте рудоносности нельзя учитывать безрудные участки меньшей мощности, чем длина секционных проб. Нельзя судить об эффективности рудоразборки, если технологические испытания проведены по руде валовой выемки (без удаления пустых и некондиционных пород) либо только по селективно выбранной руде).

Коэффициент рудоносности также тесно связан с бортовым со­ держанием. Уменьшение бортового содержания приводит к сниже­ нию коэффициента рудоносности. Если бортовое содержание обо­ сновывается вариантным методом, то по каждому варианту одно-

Таблица 59

Определение коэффициента рудоносности на Ковдорском железорудном месторождении по данным документации и опробования скважин

216

временно определяется и коэффициент рудоносности. Это опреде­ ление ведется обычно статистически линейным способом по формуле

РM i -j- М 2 + • • • -f- Л/га ’

где ягх, т2, . . ., тп — мощности участков пустых или неконди­ ционных пород, внутри контура подсчетного блока, не включаемых

Рис. 72. Определение коэффициента рудоносности по разрезу Ковдорского железорудного месторождения.

1 — пробы с содержанием железа (знаменатель) выше бортового, вошедшие в подсчет запасов; г — пробы с содержанием железа ниже бортового и мощностью (числитель) менее 18 м, во­

шедшие в подсчет запасов; 3 — пробы с содержанием железа ниже бортового и мощностью более 18 м, учитываемые коэффициентом рудоносности; і — контуры подсчетного блока.

выработкам в контурах подсчетного блока с учетом пустых и некон­ диционных прослоев, учитываемых коэффициентом рудоносности.

Пример. Необходимо определить коэффициент рудоносности по разрезу * (рис 72) на железорудном месторождении, для которого обоснованы: бортовое содержание 10%, максимальная мощность пустых и некондиционных прослоев, включаемая в подсчет запасов истинная 6 м и по разведочному пересечению 18 м, минимальное промышленное содержание железа 25%.

Определение коэффициента рудоносности по разрезу приведено в табл. 59.

КР = 17041330 = 0,78.

* Обычно коэффициент рудоносности определяется в целом по всем выра­ боткам, по которым оконтуривается подсчетный блок.

217

, При наличии хороших планов поверхности или горизонтов можно пользоваться площадным или объемным методом определения ко­ эффициента рудоносности. Это возможно обычно в процессе экс­ плуатации, когда месторождение детально вскрывается горно­ буровыми выработками на горизонтах либо густой сетью буро­ взрывных скважин на поверхности.

Следует иметь в виду, что использование коэффициента рудо­ носности вызывает дополнительные затраты при эксплуатации место­ рождения. Они связаны с оконтуриванием безрудных или неконди­ ционных участков при эксплуатации, их селективной отработкой и удалением в отвалы. Если такие участки целесообразно оставлять в целиках (обычно при подземной добыче), то дополнительные за­ траты связаны с необходимостью оконтуривания и дополнительной проходки горноподготовительных выработок. Наконец, бывают слу­ чаи, когда дополнительные затраты связаны с первичной рудораз­ боркой в забоях или на поверхности и удалением отсортированных пустых пород и некондиционных руд в отвалы.

Объем дополнительных затрат может быть определен лишь на основе учета конкретных особенностей месторождения и условий его разработки. Дополнительные затраты зависят от величипы ко­ эффициента рудоносности и учитываются при расчете минималь­ ного промышленного содержания.

Некоторыми авторами указываются предельно-допустимые зна­ чения коэффициентов рудоносности для отдельных видов минераль­ ного сырья. Однако в общем случае такие рекомендации нельзя считать обоснованными. При обосновании кондиций практически может быть оправдана любая сколь угодно малая величина коэффи­ циента рудонбсности, лишь бы она была скомпенсирована соответ­ ствующим повышением минимального промышленного содержания и оправдана технико-экономическими соображениями. Это же под­ тверждается практикой. Например, на жильных свинцово-цинковых месторождениях Садона коэффициент рудоносности иногда сни­ жается до 0,4—0,5, а на ртутных месторождениях даже до 0,1.

Минимальные запасы полезного ископаемого

Минимальные запасы полезного ископаемого вводятся в конди­ ции в редких случаях, когда месторождение представлено рядом разобщенных рудных тел (либо разобщенными кустами жил), раз­ работка которых требует организации самостоятельного рудника. Такой показатель во временных кондициях необходим для правиль­ ного выбора объекта, обоснования и планирования детальной раз­ ведки, а в постоянных кондициях — для обоснованного разделения запасов на балансовые и забалансовые.

В общем случае минимальные запасы определяются из расчета окупаемости капиталовложений на строительство рудника. Следо­ вательно, этот вопрос неразрывно связан с обоснованием способа разработки, капиталовложений, годовой производительности пред­

218

приятия, его технико-экономических показателей и срока суще­ ствования. Вполне понятно, что все эти факторы зависят от геогра­ фических, транспортно-экономических и горнотехнических условий работ, особенностей залегания, морфологии и внутреннего строения залежей, качества руд и особенностей их переработки.

По этим причинам твердо установленных требований к мишшаль - ным запасам быть не может. В каждом конкретном случае они уста­ навливаются расчетами на основе индивидуальных особенностей месторождения: сложившейся экономики района, его освоенности, наличия горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, их обеспеченности минеральным сырьем и т. д. Ориентировочное пред­ ставление о минимальных запасах дают группировки промышленных типов месторождений различных видов минерального сырья.’

Вопрос о минимальных запасах на средних, крупных и уникаль­ ных месторождениях, как правило, не возникает. Внимания он за­ служивает обычно на мелких и очень мелких месторождениях, где

тительные молибденовые предприятия производительностью 50 т руды в сутки требуют 3—5 млн. руб. капиталовложений и могут рентабельно работать только на богатых рудах жильных месторо­ ждений (содержание молибдена 0,8—1,0%). Амортизационный срок таких предприятий 10—15 лет, минимальные запасы руды с учетом 10% потерь при добыче должны составлять 200—300 тыс. т, а ме­ талла 1,5—2 тыс. т. Предприятия производительностью 100 т руды

На крупных штокверковых месторождениях, пригодных для открытой добычи с годовой производительностью по руде 1,5 млн. т капиталовложения составляют 40—50 млн. руб. Себестоимость добычи и переработки руды на этих месторождениях снижается в 8—10 раз. Рентабельная разработка таких месторождений возмож­ на при содержании молибдена в рудах 0,08—0,1%. Минимальные запасы руды 10—15 млн. т, металла 10—15 тыс. т.

По данным Н. М. Остроменцкого, Б. М. Косова и Д. И. Овчин­ никова [39], мелкие горнообогатительные предприятия по олову на изолированных жильных месторождениях производительностью 250 т руды в сутки могут рентабельно работать на богатых легко обогатимых рудах при содержании олова 0,6—0,7%. Минимальные запасы руд 0,7—1,0 млн. т, запасы металла 4,5—5,5 тыс. т. Пред­ приятия производительностью 500 т руды в сутки экономически оправданы уже при содержании олова не менее 0,4% и при мини­ мальных запасах руды 3—4 млн. т и металла 12—15 тыс. т.

Для крупных штокверковых месторождений, где возможна от­ крытая добыча с годовой производительностью 2—3 млн. т руд, рентабельность в районах с благоприятными природно-географи­ ческими условиями обеспечивается при содержании олова в рудах

219

ОД—0,15%. Минимальные запасы руды 50—75 млн. т, металла 50—100 тыс. т.

Для россыпных месторождений промышленный интерес пред­ ставляют запасы песков с содержанием в десятки раз ниже, чем для коренных. Так, например, инструкцией о порядке применения положения «О государственных денежных вознаграждениях за открытие новых месторождений полезных ископаемых, имеющих промышленное значение» выплаты премий предусмотрены за откры­ тие россыпей с содержанием олова в песках выше 0,7 кг/м3 и с за­ пасами более 1 тыс. т. В районах с налаженной добычей и перера­ боткой оловоносных песков промышленное значение имеют россыпи с более низкими содержаниями и запасами.

В простейшем случае величина минимальных запасов в каждом рудном теле определяется из расчета окупаемости капиталовложе­ ний на его освоение получаемой прибылью. В общем виде минималь­ ные запасы без учета фактора времени можно найти из соотношения

РтшКп(Ц- <2)=К,

тде P min — минимальные запасы руды, т; К п — коэффициент, учи­ тывающий потери руды при добыче, доли единицы; Ц — ценность извлекаемых компонентов (концентратов) из 1 т руды, руб.; Q — себестоимость добычи и переработки 1 т руды, руб.; К — капитало­ вложения на освоение рудного тела, руб.

Отсюда

р. = ____ « _____

m - Q ) K „ ‘

П рим ер. Месторождение мусковита представлено рядом кустов пегматито­ вых жил. Каждый куст требует проходки самостоятельной шахты и системы подземных горных выработок. Капиталовложения на организацию добычи в пре­ делах каждого куста составляют 3 млн. руб. Себестоимость добычи 1 м3 жильной массы, выборки из нее слюды и переработки в промсырец составляет 70 руб. Ценность извлекаемой слюды из 1 м3 жильной массы 95 руб.

Потери жильной массы при добыче в недрах достигают 20%. Следовательно, коэффициент, учитывающий потери, равен 0,8 Тогда

20 тыс. м3 жильной массы, срок работы 10 лет., а банковская ставка принята 10% (0,1), то

Лшп = 150 000 • 2,6 = 390 000 м3.

220